mg6.8li3alxca合金組織與力學性能研究

1、?Mg-6.8Li -3Al-xCa 合金組織與力學性能研究 重慶大學碩士學位論文 （學術學位） 學生姓名：王 寶 指導教師：彭曉東 教 授 專 業(yè)：材料科學與工程 學科門類：工 學 重慶大學材料科學與工程學院 二 O 一七年四月 重慶大學碩士學位論文? ? 中文摘要?I 摘 要 隨著全球工業(yè)技術的進步和氣候變暖的影響，金屬輕量化技術越來越得到人們的重視。鎂鋰合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，它具有高的比強度、比剛度、密

2、度低、以及良好的塑性和阻尼性等優(yōu)點，在汽車電子、航空航天、核能工業(yè)、3C 產(chǎn)品和醫(yī)療器械行業(yè)有著非常廣泛的應用前景。 但是鎂鋰合金較低的絕對強度、較差的耐蝕性和抗蠕變性能極大的限制了其應用。 合金化是研究提高鎂合金力學性能、腐蝕性能和高溫性能的重要手段。Li 是超輕鎂合金的首選合金化元素，Al 是鎂合金強化的一個重要金屬元素，Ca 對鎂合金有細化晶粒的作用?；诖耍疚囊?Mg-Li-Al 合金為基礎，制備了不同 Ca 含量的 Mg-6

3、.8Li-3Al-xCa 實驗合金，采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射儀、新三思拉伸設備等對鑄態(tài)和擠壓態(tài)實驗合金進行微觀組織觀察和力學性能測試， 研究了 Ca 含量對 Mg-6.8Li-3Al 合金的微觀組織和力學性能的影響規(guī)律， 分析了實驗合金的斷裂機制,得出以下主要結(jié)論： ① Mg-6.8Li-3Al 實驗合金中主要由 α-Mg、AlLi 相及少量的 β-Li 和 Mg17Al12組成。當向?qū)嶒灪辖鹬刑砑?Ca 元素后，實

4、驗合金的晶粒尺寸逐漸細化，并且 AlLi相和 Mg17Al12 相逐漸被 Al2Ca 相取代直至消失。 ② 鑄態(tài)實驗合金的力學性能測試結(jié)果表明：隨著 Ca 含量的增加，實驗合金的抗拉強度和延伸率呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢。這是因為少量的 Al2Ca 相在晶界處分布起到了晶界強化的作用，提高了合金的力學性能；當 Ca 含量達到 0.8%時，過多的 Al2Ca 會在晶界處形成連續(xù)的網(wǎng)絡狀，割裂了合金集體，導致了合金力學性能下降。當 Ca 含量

5、為 0.4%時，合金具有最大的抗拉強度和屈服強度，其值分別為 157MPa 和 123MPa，延伸率也達到了最大值為 12.3%，相比于Mg-6.8Li-3Al 合金其抗拉強度提高了 29.7%，延伸率提高了 61.8%。 ③ 擠壓過程中發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，合金組織細化明顯，共晶相均勻分布與合金基體中。隨著 Ca 含量的增加，實驗合金的抗拉強度和屈服強度呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢，當 Ca 含量為 0.4%時，實驗合金的抗拉強度和屈服強度達到

6、了峰值，分別為：286MPa 和 249Mpa，比鑄態(tài) Mg-6.8Li-3Al-0.4Ca 合金分別提高了 82.2%和 93.6%；實驗合金的延伸率隨著 Ca 含量的增加呈現(xiàn)減小后增大的趨勢，合金的最大延伸率出現(xiàn)在 Ca 含量為 0.8%處，其延伸率為 19.7%。 ④ 擠壓態(tài)合金在 150℃下的力學性能表明：含有 0.8%Ca 含量的合金具有最優(yōu)的抗拉強度達到 191MPa，相比未添加 Ca 的合金提高了 22%。 關鍵詞 關鍵詞